一种精确过零点采集电路的制作方法

1.本实用新型属于配电网电力技术领域，适用于电力通信领域端，具体涉及一种精确过零点采集电路。


背景技术：

2.220v交流电的电压大小是随时间的变化而不断变化的，一个周期的时间是0.02秒，在各种控制电路中为了实现调压、调光、调温或调速的目的，需要一个基准点作为起点，这个起点就是交流电源电压为0时的瞬间。过零检测就是要在交流电压为0时向控制电路发出一个信号，称为过零信号。
3.电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。在载波通信技术中，过零点具有重要意义。在载波通信功率控制中，经常要用到移相控制或过零控制技术，无论是移相控制还是过零控制，都需要检测过零触发信号。
4.其次，想想我们在开灯关灯，都是在不经意间切断或接通专市电，我们未察觉有什么不对，但是细想下，当电源电压刚好到达最大值时，电路被切断了或被接通了，对负载的冲击很大，大功率负载更严重，尤其是对感性负载或容性负载而言，其问题的严重程度可想而知，同样的其对电源的冲击干扰是一样的。所以希望开、关动作在电源电压值降为0或趋于0时进行。日常中我们未发现问题是因为所使用的电器功率相对偏小的，还不会出大问题，但是其所产生的电磁干扰就一直存在，尤其是可控硅开关，还周期性地随意通断，制造电磁污染；另外，在晶闸管的通断控制过程中，在电压过零点导通可以有效减少浪涌电流的冲击，晶闸管一旦导通，只能在过零点不含过零检测功能的电路是无法控制可控硅，实现过零通断的。
5.电力线通信技术早在二十多年前就被用于电网控制、继电保护、远动信息传输中压领域来控制电网，但在低压侧大规模使用电力线通信技术则是 2000年左右才开始。电网系统通信，控制的稳定运行，是基于一个个基本电路的稳定运行，一个个采集信号准确，稳定进行采集，要保障电力控制系统，通信系统的稳定，首先要保证采集信号的准确无误，要能抗及各种电网污染信号。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种精确过零点采集电路，通过对信号差分滤波电路结构组成进行改进，提高了过零采集信号的精准性、抗干扰能力，对于电力控制产品的性能、稳定运行可靠性起到重大的作用，增强设备使用寿命。
7.本实用新型采用的技术方案是：一种精确过零点采集电路,包括依次设置的互感器电路、信号差分滤波电路、信号比较输出电路，所述信号差分滤波电路包括电压信号va1和电压信号va2中间并联瞬态二极管d10、瞬态二极管d10一端连接至电阻r94与电阻r98之
间的公共点、瞬态二极管d10另一端连接至电阻r102与电阻r105之间的公共点、电阻r98与电阻r102连接在一起并接gnd、电阻r94另一端与电容c68连接在一起组成rc滤波电路、电阻r105另一端与电容c72连接在一起组成rc滤波电路、电容c68与电阻r72连接在一起并接gnd、电阻r94与电容c68之间的公共端输出ua信号、电阻r105与电容c72之间的公共端输出uan信号。
8.进一步地，所述信号比较输出电路包括ua信号连接至电阻r163一端，电阻r163另一端接入运放的正级，uan信号连接至电阻r164一端，电阻r164另一端接入运放的负级，电阻r165两端分别连接在运放的5脚和7脚，运放的7脚输出端接电阻r170及由电阻r81和电容c37组成的rc电路，电阻r170另一端接3.3v电源，电阻r81连接至三极管q17的基极，三极管q17的发射极接地，三极管q17的集电极接电阻r72及由电阻r171和电容c35组成的rc电路，电阻r72另一端接3.3v电源，由电阻r171和电容c35组成的rc电路输出端接处理器。
9.进一步地，所述互感器电路包括工频电压a线接电阻r143、工频电压n线接电阻r86，电阻r143和电阻r86另一端分别接入互感器前级两端，互感器后级分别输出电压信号va1和电压信号va2。
10.采用本实用新型产生的有益效果：通过对信号差分滤波电路结构组成进行改进，提高了过零采集信号的精准性、抗干扰能力，对于电力控制产品的性能、稳定运行可靠性起到重大的作用，增强设备使用寿命。
附图说明
11.图1是精确过零点采集电路的组成框图；
12.图2是互感器电路的示意图；
13.图3信号差分滤波电路的示意图；
14.图4信号比较输出电路的示意图。
具体实施方式
15.参看附图1
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4，一种精确过零点采集电路,包括依次设置的互感器电路、信号差分滤波电路、信号比较输出电路，所述信号差分滤波电路包括电压信号va1和电压信号va2中间并联瞬态二极管d10、瞬态二极管d10一端连接至电阻r94与电阻r98之间的公共点、瞬态二极管d10另一端连接至电阻r102与电阻r105之间的公共点、电阻r98与电阻r102连接在一起并接gnd、电阻r94另一端与电容c68连接在一起组成rc滤波电路、电阻r105另一端与电容c72连接在一起组成rc滤波电路、电容c68与电阻r72连接在一起并接gnd、电阻r94与电容c68之间的公共端输出ua信号、电阻r105与电容c72之间的公共端输出uan信号。
16.本实用新型的原理是：互感器电路将ac220信号转换为2ma弱信号；信号差分滤波电路将电流信号转换为差分电压信号，同时进行rc滤波；信号比较输出电路将差分信号输入到比较器的两端，在信号的过零点，比较器输出方波变位信号。
17.参看附图3，将电流信号通过电阻r98、电阻r102转换成差分电压信号，然后差分信号分别通过各自连接的一组rc滤波电路，通过互感器与差分转换还有rc滤波等一系列的措施可以有效滤除电网中的高频信号如脉冲群等信号，有效的增强了电路的抗干扰能力。
18.所述信号比较输出电路包括ua信号连接至电阻r163一端，电阻r163另一端接入运
放的正级，uan信号连接至电阻r164一端，电阻r164另一端接入运放的负级，电阻r165两端分别连接在运放的5脚和7脚，运放的7脚输出端接电阻r170及由电阻r81和电容c37组成的rc电路，电阻r170另一端接3.3v电源，电阻r81连接至三极管q17的基极，三极管q17的发射极接地，三极管q17的集电极接电阻r72及由电阻r171和电容c35组成的rc电路，电阻r72另一端接3.3v电源，由电阻r171和电容c35组成的rc电路输出端接处理器。
19.参看附图4，信号 ua、信号uan为交流差分信号，分别输入运放的正负极，可增强信号的分辨能力，增加过零点采集精度，由于为交流信号，运放也为双电源，运放的输出为交流方波信号，通过三极管q17后转换为处理器可识别的信号。
20.所述互感器电路包括工频电压a线接电阻r143、工频电压n线接电阻r86，电阻r143和电阻r86另一端分别接入互感器前级两端，互感器后级分别输出电压信号va1和电压信号va2。
21.参看附图2为过零检测单元，通过互感器和比较器实现过零检测，电网中为vac220正弦波，通过电阻分压得到互感器前级的电流信号，从而得到次级2ma的电流信号。
22.本实用新型可以替换现有使用的过零点采集电路，可以大幅度提高采集精度、增强抗干扰能力，为即将建设的智能台区提供一种新的低成本的可靠的过零采集方案。